Celuloza Etero sur epoksia rezino

Rubkotono kaj segpolvo estas uzataj kiel krudaĵoj, kaj estas hidroligitaj en alkalonceluloza eterosub la ago de 18% alkalo kaj serio de aldonaĵoj. Tiam uzu epoksian rezinon por greftado, la molara proporcio de epoksia rezino kaj alkala fibro estas 0.5:1.0, la reagtemperaturo estas 100.°C, la reagtempo estas 5.0h, la katalizila dozo estas 1%, kaj la eterigita greftado estas 32%. La akirita epoksia celuloza etero estas miksita kun 0.6mol Cel-Ep kaj 0.4mol CAB por sintezi novan tegan produkton kun bona rendimento. La produkta strukturo estis konfirmita per IR.

Ŝlosilvortoj:celuloza etero; sintezo; TAKSIO; tegantaj propraĵoj

Celulozo etero estas natura polimero, kiu estas formita per kondensado deβ- glukozo. Celulozo havas altan gradon de polimerigo, bonan gradon de orientiĝo kaj bonan kemian stabilecon. Ĝi povas esti akirita per kemie traktado de celulozo (esterigado aŭ eteriĝo). Serio de celulozaj derivaĵoj, ĉi tiuj produktoj estas vaste uzataj en plastoj, biodiserigeblaj lunĉujoj, altnivelaj aŭtomobilaj tegaĵoj, aŭtopartoj, presaj inkoj, gluoj, ktp. Nuntempe, novaj modifitaj celulozaj varioj konstante aperas, kaj la aplikaj kampoj estas. konstante ekspansiiĝante, iom post iom formante fibro-industrian sistemon. Ĉi tiu temo estas uzi segpolvon aŭ malŝparon kotonon por esti hidrolizita en mallongajn fibrojn per lesivo, kaj poste kemie greftitaj kaj modifitaj por formi novan specon de tegaĵo kiu ne estis raportita en la dokumento.

1. Eksperimento

1.1 Reakciiloj kaj instrumentoj

Malŝparo de kotono (lavita kaj sekigita), NaOH, 1,4-butandiolo, metanolo, tioureo, ureo, epoksirezino, aceta anhidrido, butiracido, trikloroetano, formiacido, glioksalo, tolueno, CAB, ktp. (Pureco estas CP-grado) . La Magna-IR 550 infraruĝa spektrometro produktita fare de Nicolet Company de Usono estis uzita por prepari la provaĵojn per solventa tetrahidrofuran tegaĵo. Tu-4-viskometro, FVXD3-1-tipo konstanta temperaturo memregata elektra reakcia kaldrono, produktita de Weihai Xiangwei Chemical Machinery Factory; rotacia viskometro NDJ-7, Z-10MP5-tipo, produktita de Ŝanhaja Tianping Instrument Factory; molekula pezo estas mezurita per viskozeco de Ubbelohde; La preparado kaj testado de la farbofilmo devas esti faritaj laŭ la nacia normo GB-79.

1.2 Reagprincipo

1.3 Sintezo

Sintezo de epoksia celulozo: Aldonu 100g da hakita kotona fibro al konstanta temperaturo memregata elektra kirlado, aldonu oksidanton kaj reagu dum 10 minutoj, poste aldonu alkoholon kaj alkalon por fari lesivo kun koncentriĝo de 18%. Aldonu akcelojn A, B, ktp por impregnado. Reagi je certa temperaturo sub vakuo dum 12 horoj, filtru, sekigas kaj pezu 50g da alkaligita celulozo, aldonu miksitan solvilon por fari suspensiaĵon, aldonu katalizilon kaj epoksian rezinon kun specifa molekula pezo, varmigu ĝis 90~110.℃por eteriga reago 4.0~ 6.0h ĝis la reakciaĵoj estas mikseblaj. Aldonu formikan acidon por neŭtraligi kaj forigi troan alkalon, apartigu la akvan solvon kaj solvilon, lavu per 80.℃varma akvo por forigi natrian salon, kaj sekigi por posta uzo. La interna viskozeco estis mezurita per viskozimetro Ubbelohde kaj la viskozec-averaĝa molekula pezo estis kalkulita laŭ la literaturo.

Acetata butila celulozo estas preparita laŭ la literatura metodo, pezu 57,2 g da rafinita kotono, aldonu 55 g da aceta anhidrido, 79 g da butiracido, 9,5 g da magnezia acetato, 5,1 g da sulfata acido, uzu butilacetaton kiel solvilon kaj reagi ĉe certa temperaturo ĝis kvalifikita, neŭtraligita per aldonado de natria acetato, precipitata, filtrita, lavita, filtrita, kaj sekigita por posta uzo. Prenu Cel-Ep, aldonu taŭgan kvanton da CAB kaj specifa miksita solvilo, varmigu kaj movu dum 0,5 h por formi unuforman dikan likvaĵon, kaj la tegfilma preparado kaj agado-testo sekvas la GB-79-metodon.

Determino de la grado de esteriĝo de celuloza acetato: unue solvu celulozan acetaton en dimetilsulfoksido, aldonu mezuritan kvanton da alkala solvaĵo por varmigi kaj hidrolizi, kaj titru la hidrolizitan solvaĵon per NaOH norma solvo por kalkuli la totalan konsumon de alkalo. Determino de akvoenhavo: Metu la specimenon en fornon je 100 ~ 105°C sekigi dum 0,2 h, pezu kaj kalkulu la akvosorbadon post malvarmigo. Determino de alkala sorbado: pezu kvantan specimenon, solvu ĝin en varma akvo, aldonu metilviolon-indikilon, kaj tiam titru per 0,05 mol/L H2SO4. Determino de ekspansio-grado: Pezu 50g specimenon, dispremu ĝin kaj enmetu ĝin en gradigitan tubon, legu la volumon post elektra vibrado, kaj komparu ĝin kun la volumeno de nealkala celuloza pulvoro por kalkuli la ekspansiogradon.

2. Rezultoj kaj diskuto

2.1 La rilato inter alkala koncentriĝo kaj celuloza ŝveliĝogrado

La reago de celulozo kun certa koncentriĝo de NaOH-solvo povas detrui la regulan kaj bonordan kristaliĝon de celulozo kaj igi la celulozon ŝveliĝi. Kaj diversaj degradadoj okazas en lesivo, reduktante la gradon de polimerigo. Eksperimentoj montras, ke la grado de ŝveliĝo de celulozo kaj la kvanto de alkala ligado aŭ adsorbado pliiĝas kun la koncentriĝo de alkala. La grado de hidrolizo pliiĝas kun la kresko de temperaturo. Kiam la alkala koncentriĝo atingas 20%, la grado de hidrolizo estas 6,8% ĉe t=100°C; la grado de hidrolizo estas 14% ĉe t=135°C. Samtempe, la eksperimento montras, ke kiam la alkalo estas pli ol 30%, la grado de hidrolizo de celuloza ĉeno scisio estas signife reduktita. Kiam la alkala koncentriĝo atingas 18%, la adsorba kapablo kaj ŝveliĝanta akvo estas la maksimumaj, la koncentriĝo daŭre pliiĝas, falas akre al altebenaĵo, kaj tiam ŝanĝiĝas konstante. Samtempe, ĉi tiu ŝanĝo estas sufiĉe sentema al la influo de temperaturo. Sub la sama alkala koncentriĝo, kiam la temperaturo estas malalta (<20°C), la ŝvela grado de celulozo estas granda, kaj la adsorba kvanto de akvo estas granda; ĉe alta temperaturo, la ŝvelgrado kaj akvo-adsorbada kvanto estas signifaj. redukti.

Alkalaj fibroj kun malsama akvoenhavo kaj alkala enhavo estis determinitaj per X-radia difrakta analiza metodo laŭ la literaturo. En reala operacio, 18% ~ 20% lesivo estas uzata por kontroli certan reaktan temperaturon por pliigi la ŝvelan gradon de celulozo. Eksperimentoj montras, ke la celulozo reagita per varmigado dum 6~12h povas esti solvita en polusaj solviloj. Surbaze de ĉi tiu fakto, la aŭtoro opinias, ke la solvebleco de celulozo ludas decidan rolon en la grado de hidrogena ligo-detruo inter celulozaj molekuloj en la kristala segmento, sekvata de la grado de hidrogena ligo-detruo de intramolekulaj glukozaj grupoj C3-C2. Ju pli granda estas la grado de detruo de hidrogena ligo, des pli granda la grado de ŝvelaĵo de la alkala fibro, kaj la hidrogena ligo estas tute detruita, kaj la fina hidrolizado estas akvosolvebla substanco.

2.2 Efiko de Akcelilo

Aldonado de alt-bolpunkto alkoholo dum celuloza alkaligo povas pliigi la reakcian temperaturon, kaj aldoni malgrandan kvanton da fuzaĵo kiel pli malalta alkoholo kaj tioureo (aŭ ureo) povas multe antaŭenigi la penetron kaj ŝveliĝon de celulozo. Ĉar la koncentriĝo de alkoholo pliiĝas, la alkala sorbado de celulozo pliiĝas, kaj estas subita ŝanĝopunkto kiam la koncentriĝo estas 20%, kio povas esti, ke la monofunkcia alkoholo penetras en la celulozajn molekulojn por formi hidrogenajn ligojn kun celulozo, malhelpante la celulozon. molekuloj La hidrogenaj ligoj inter ĉenoj kaj molekulaj ĉenoj pliigas la gradon de malordo, pliigas la surfacareon kaj pliigas la kvanton de alkala adsorbado. Tamen, sub la samaj kondiĉoj, la alkala sorbado de lignopecetoj estas malalta, kaj la kurbo ŝanĝiĝas en varia stato. Ĝi povas rilati al la malalta enhavo de celulozo en lignopecetoj, kiu enhavas grandan kvanton da lignino, kiu malhelpas la penetron de alkoholo, kaj havas bonan akvoreziston kaj alkalreziston.

2.3 Eteriĝo

Aldonu 1% B-katalizilon, kontrolu malsamajn reagtemperaturojn kaj realigu eterigan modifon per epoksia rezino kaj alkala fibro. La eteriga reaktiveco estas malalta ĉe 80°C. La grefta indico de Cel estas nur 28%, kaj la eteriga agado estas preskaŭ duobligita je 110.°C. Konsiderante la reakcikondiĉojn kiel solvanton, la reakcia temperaturo estas 100°C, kaj la reagtempo estas 2.5h, kaj la greftofteco de Cel povas atingi 41%. Krome, en la komenca stadio de la eteriga reago (<1.0h), pro la heterogena reago inter alkala celulozo kaj epoksia rezino, la grefta indico estas malalta. Kun la pliiĝo de Cel-eterifika grado, ĝi iom post iom iĝas homogena reago, do la reago La agado pliiĝis akre, kaj la greftofteco pliiĝis.

2.4 Rilato inter Cel-greftofteco kaj solvebleco

Eksperimentoj montris, ke post greftado de epoksia rezino kun alkala celulozo, la fizikaj propraĵoj kiel produkta viskozeco, adhero, akvorezisto kaj termika stabileco povas esti signife plibonigitaj. Testo de solvebleco La produkto kun Cel-grefta indico <40% povas esti solvita en pli malalta alkohol-estero, alkida rezino, poliakrila acida rezino, akrila pimara acido kaj aliaj rezinoj. Cel-Ep-rezino havas evidentan solvigan efikon.

Kombinite kun la tega filmo-testo, la miksaĵoj kun greftofteco de 32% ~ 42% ĝenerale havas pli bonan kongruon, kaj la miksaĵoj kun greftofteco de <30% havas malbonan kongruecon kaj malaltan brilon de la tegaĵofilmo; la greftada indico estas pli alta ol 42%, la bolanta akvorezisto, alkohola rezisto, kaj polusa organika solventa rezisto de la tega filmo estas reduktitaj. Por plibonigi la materialan kongruecon kaj tegaĵon, la aŭtoro aldonis CAB laŭ la formulo en Tabelo 1 por plue solvi kaj modifi por antaŭenigi la kunekziston de Cel-Ep kaj CAB. La miksaĵo formas proksimuman homogenan sistemon. La kunmetaĵinterfaco dikeco de la miksaĵo tendencas esti tre maldika kaj provas esti en la stato de nanoĉeloj.

2.5 Rilato inter Cel—Ep/CAB miksa proporcio kaj fizikaj propraĵoj

Uzante Cel-Ep por miksi kun CAB, la teg-testrezultoj montras, ke celuloza acetato povas signife plibonigi la tegaĵojn de la materialo, precipe la sekiga rapideco. La pura komponanto de Cel-Ep malfacilas sekiĝi ĉe ĉambra temperaturo. Post aldonado de CAB, la du materialoj havas evidentan agadon komplementecon.

2.6 FTIR-spektrodetekto

3. Konkludo

(1) Kotona celulozo povas ŝveliĝi je 80°C kun >18% koncentrita alkalo kaj serio da aldonaĵoj, pliigas la reakcian temperaturon, plilongigas la reaktan tempon, pliigas la gradon de ŝvelaĵo kaj degradado ĝis ĝi estas tute hidroligita.

(2) Eteriga reago, la Cel-Ep molara nutra proporcio estas 2, la reagotemperaturo estas 100°C, la tempo estas 5h, la katalizila dozo estas 1%, kaj la eterigita greftado povas atingi 32% ~ 42%.

(3) Miksa modifo, kiam la molara proporcio de Cel-Ep:CAB=3:2, la agado de la sintezita produkto estas bona, sed pura Cel-Ep ne povas esti uzata kiel tegaĵo, nur kiel gluo.